Параллельный силовой активный фильтр с управлением на скользящих режимах
Închide
Conţinutul numărului revistei
Articolul precedent
Articolul urmator
391 9
Ultima descărcare din IBN:
2021-05-24 16:36
Căutarea după subiecte
similare conform CZU
621.3 (848)
Electrotehnică (828)
SM ISO690:2012
СКУРЯТИН, Ю.; БЕЛОУСОВ, А.; ДЕНИСЕВИЧ, Н.. Параллельный силовой активный фильтр с управлением на скользящих режимах. In: Problemele Energeticii Regionale. 2018, nr. 2(37), pp. 20-30. ISSN 1857-0070.
10.5281/zenodo.1343408
EXPORT metadate:
Google Scholar
Crossref
CERIF

DataCite
Dublin Core
Problemele Energeticii Regionale
Numărul 2(37) / 2018 / ISSN 1857-0070

Параллельный силовой активный фильтр с управлением на скользящих режимах

Sliding Mode Control Based Shunt Active Power Filter

Filtru activ de putere paralel cu comandă la regimuri de alunecare


DOI: 10.5281/zenodo.1343408
CZU: 621.3
Pag. 20-30

Скурятин Ю., Белоусов А., Денисевич Н.
 
Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова
 
Disponibil în IBN: 14 septembrie 2018


Rezumat

В настоящее время параллельные силовые активные фильтры (САФ) являются эффективным средством снижения неактивных составляющих потребляемой из сети мощности, обусловленных несимметрией напряжений, реактивной составляющей, эмиссией высших гармоник токов при работе на нелинейную несимметричную активно-реактивную нагрузку. Вместе с тем, параллельный САФ, будучи нелинейным элементом, сам является источником высших гармоник,  подавление которых возлагается на интерфейсный фильтр. При использовании в этом качестве пассивного трехфазного L-фильтра в точках подключения к сети присутствуют высшие гармоники напряжения, амплитуда которых зависит от соотношения индуктивности фильтра и индуктивности сети. В этом случае обеспечение надлежащего качества напряжения в точках подключения к сети не всегда представляется возможным. Вариантом решения данной проблемы является использование трехфазного LC-фильтра. Однако повышение порядка фильтра приводит к возникновению резонансных явлений, необходимость устранения которых обуславливает предъявление дополнительных требований к системе управления. Для решения указанной задачи наиболее перспективным представляется разрывное управление на скользящих режимах, достоинства которых широко известны. Таким образом, в статье рассмотрен параллельный САФ с интерфейсным трехфазным LC-фильтром второго порядка и управлением на скользящих режимах с целью оценки эффективности компенсации неактивных составляющих мощности и оценки формы напряжения в точках подключения к сети. Приведен синтез управления токовым контуром САФ. В пакете прикладных программ Matlab/Simulink выполнено моделирование системы с параллельным САФ при работе на нелинейную несимметричную нагрузку. Результаты имитационного моделирования демонстрируют способность указанного выше САФ обеспечивать радикально высокое качество напряжения в точках подключения к сети и исключение всех неактивных составляющих потребляемой из сети мощности. При этом управление на скользящих режимах придает системе свойство низкой чувствительности к возмущениям со стороны нагрузки.

Currently the shunt active power filter (APF) is an effective means of reducing inactive components of the power consumed from the network. At the same time, the shunt APF being a nonlinear element is itself a source of higher harmonics, the suppression of which is imposed on the interface filter. When using a passive three-phase L-filter in this capacity, the higher voltage harmonics appear at the connection points to the network and the amplitude of these higher voltage harmonics depends on the ratio of the filter inductance and the network inductance. In this case, it is not always possible to ensure the proper quality of the voltage at the connection points to the network. In order to assess the efficiency of compensation for the inactive power components and the form of voltage at the points of connection to the network, this work considers the shunt APF with an interface three-phase LC-filter of the second order and with a sliding mode control. The synthesis of current loop control of the APF has been shown as well. A system with the shunt APF was simulated under the nonlinear unbalanced load conditions in Matlab software package. The simulation results presented in this work demonstrate the ability of the above-mentioned APF to provide radically high quality of voltage at the points of connection to the network and suppression of all inactive components of the power consumed from the network. In addition, the shunt APF has the property of slow response to disturbances from the load side.                   Keywords: active power filter, sliding mode, control, higher harmonics, semiconductor converter, inactive components of the power. DOI: 10.5281/zenodo.1343408  Filtru activ de putere paralel cu comandă la regimuri de alunecare Scureatin Iu.V., Belousov A.V., Denisevici N.A. Universitatea tehnologică de Stat din Belgorod V.G. Shuhov.  or. Belgorod, Federaţia Rusă  Rezumat.  FAP paralel, fiind un element neliniar, este însăşi sursă de armonici superioare, amorsarea cărora rămâne pentru a fi efectuată de către filtrul de interfaţă. La utilizarea în acest scop a L-filtrului pasiv trifazat în punctele de comutare la reţea sunt prezente armonici superioare, amplitudinea cărora depinde de raportul dintre inductanţa filtrului şi inductanţa reţelei. În acest caz asigurarea bunei calităţi a tensiunii în punctele de comutare la reţea nu întotdeauna este posibilă. Ca variantă de soluţionare a problemei este utilizarea LC-filtrului trifazat. Însă ridicarea ordinului filtrului duce la apariţia fenomenelor de rezonanţă, necesitatea lichidării cărora condiţionează înaintarea rigorilor adiţionale faţă de sistemul de comandă. Pentru soluţionarea problemei menţionate, de perspectivă este comanda întreruptă în regimuri de alunecare, avantajele căreia sunt cunoscute pe larg. Astfel, în lucrare este examinat FAP paralel cu LC-filtru de interfaţă de ordinul doi trifazat şi comandă în regimuri de alunecare cu scopul estimării eficienţei compensării componentelor neactive de putere şi a formei tensiunii în punctele de comutare la reţea. Este arătată sinteza de comandă prin intermediul conturului de curent FAP. În setul de softuri aplicative Matlab/Simulink este realizată modelarea sistemului cu FAP paralel în cazul funcţionării la sarcină neliniară asimetrică. Rezultatele simulărilor demonstrează abilitatea FAP menţionat de a asigura o calitate considerabil de înaltă a tensiunii în punctele de comutare la reţea şi înlăturarea tuturor componentelor negative a puterii consumate din reţea. Astfel, elementul de comandă în regimuri de alunecare oferă sistemului proprietatea unei sensibilităţi joase la alterările din partea sarcinii. Cuvinte-cheie: filtru activ de putere paralel, regim de alunecare, armonici superioare, compatibilitatea electromagnetică, componentele neactive ale puterii.  

FAP paralel, fiind un element neliniar, este însăşi sursă de armonici superioare, amorsarea cărora rămâne pentru a fi efectuată de către filtrul de interfaţă. La utilizarea în acest scop a L-filtrului pasiv trifazat în punctele de comutare la reţea sunt prezente armonici superioare, amplitudinea cărora depinde de raportul dintre inductanţa filtrului şi inductanţa reţelei. În acest caz asigurarea bunei calităţi a tensiunii în punctele de comutare la reţea nu întotdeauna este posibilă. Ca variantă de soluţionare a problemei este utilizarea LC-filtrului trifazat. Însă ridicarea ordinului filtrului duce la apariţia fenomenelor de rezonanţă, necesitatea lichidării cărora condiţionează înaintarea rigorilor adiţionale faţă de sistemul de comandă. Pentru soluţionarea problemei menţionate, de perspectivă este comanda întreruptă în regimuri de alunecare, avantajele căreia sunt cunoscute pe larg. Astfel, în lucrare este examinat FAP paralel cu LC-filtru de interfaţă de ordinul doi trifazat şi comandă în regimuri de alunecare cu scopul estimării eficienţei compensării componentelor neactive de putere şi a formei tensiunii în punctele de comutare la reţea. Este arătată sinteza de comandă prin intermediul conturului de curent FAP. În setul de softuri aplicative Matlab/Simulink este realizată modelarea sistemului cu FAP paralel în cazul funcţionării la sarcină neliniară asimetrică. Rezultatele simulărilor demonstrează abilitatea FAP menţionat de a asigura o calitate considerabil de înaltă a tensiunii în punctele de comutare la reţea şi înlăturarea tuturor componentelor negative a puterii consumate din reţea. Astfel, elementul de comandă în regimuri de alunecare oferă sistemului proprietatea unei sensibilităţi joase la alterările din partea sarcinii. Cuvinte-cheie: filtru activ de putere paralel, regim de alunecare, armonici superioare, compatibilitatea electromagnetică, componentele neactive ale puterii.

Cuvinte-cheie
параллельный силовой активный фильтр, скользящий режим, высшие гармоники, электромагнитная совместимость, неактивные составляющие мощности.